获取对地理现象的空间、时间及属性的完整描述信息,实现时空数据的统一存储、管理,并按不同需求提取,完成时序、空间和时空等多种分析,发展具有时空数据集成能力的时空数据建模技术已成为当前GIS领域的一个重要研究方向。在对时空数据的应用特点以及现有时空数据模型的研究成果进行广泛调查和深入分析的基础上,本文从地理认知、事件语义的角度提出了时空数据建模的概念模型、逻辑模型和物理模型,就模型中时空信息的表示、时空拓扑的表达、时空信息的记载以及时空信息的检索和应用等方面进行了较为系统的研究,主要的研究成果如下: 论文对发展时空数据模型的现实性、时空地理信息系统的应用背景进行了论述,对时空数据建模的研究与发展现状进行了综述,并对所介绍的各种模型的特点和存在的问题进行了评述,提出当今时空数据建模中存在的主要问题。 为了描述人们对时空信息的语义感知,论文对地理认知进行了追溯,对地理学者、心理学家、哲学家、神经学者、语言学家等对地理认知的研究进行了简单回顾,引入了对“什么”、“哪”和“时间”的认知,并介绍了人类对空间知识获取的过程。在此基础上,从哲学和认知学的两种观点——时间序列的时间观与数量尺度的时间观的角度,介绍了时空语义,提出了基于语义进行时空数据建模的思路。 论文分析了空间和时间这两种运动物质存在的基本形式、研究了地理实体的三个基本特征——空间、时间和属性,提出对时间语义进行分割,从引起世间万事万物变化的源泉——事件语义的角度对时空数据建模的想法。论文分析了描述事件变化的各个方面,即对象状态的改变、空间位置的改变、对象属性的改变以及对象的演变等等,从地理实体量变和质变的角度,提出了<对象、时间、地点、事件、属性(专题)>五元组的描述方式,并详细对各个元组及其关系进行了描述。 论文在总结分析已有两类表达时空信息的方法——用时间标记时空对象表示时空信息的方法和用事件和过程表示时空信息的方法的基础上,汲取